浅谈建筑结构概念设计
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谈谈建筑结构设计中结构概念的应用摘要:概念设计是设计师展现其天才的设计思想的关键所在,结构工程师要在特定的项目中使用整体概念完成对整个建设方案的设计,并且能够处理好相关部分之间的关系。
本文阐明了概念设计在建筑结构设计中的应用,分析研究了概念设计中的结构措施。
关键词:建筑结构设计结构概念应用中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。
发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。
其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。
因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。
这则需要工程界和教育界进行共同的努力。
推广概念设计思想是一种有效的办法。
一、概念设计在建筑结构设计中的应用1、合理选择利于建设的建筑场地建筑场地的选择时设计的首要必经阶段,一个合理的利于项目建设的场地对整个结构概念设计后期阶段起到重要的作用。
建筑场地的选择首先应遵循这几个基本要素:建筑退界、防护距离、防火间距、日照间距、防噪间距、建筑高度控制、通视要求、现有地形分析等。
同时在建筑结构设计体系中,建设的场地应尽量选择有利于抗震的地点,尽量避免在不利于抗震的危险地段建造建筑,如果实在无法避免,也应采取有效措施尽量减少和消除不利影响,一般在初步设计前就要进行勘探和选址。
2、合理选择建筑基础完成建筑场地的选择后,再根据不同建筑的地形特征和结构形式选择合理的建筑基础。
一般常包括有桩基础,箱形基础和筏形基础这三种建筑基础形式。
(1)桩地基:普遍应用于地质松软并且负载较大的多层建筑结构。
使用天然地基无法足够承载时,而采用桩地基可将荷载由上部结构传送到下部坚实的持力层。
(2)箱形基础。
箱形基础广泛应用于高层建筑中,其整体刚度适当,可以将荷载通过上部结构均匀地传至下部基础中,从而使结构组成良好地得以嵌固,并且降低了箱基不均匀沉降的问题,增强了建筑物的抗震抗灾承受力。
浅析高层建筑结构设计中的概念设计和结构措施摘要:高层建筑结构随着时代的发展,规模和投资力度都大大增加,高层建筑的设计也变得越来越重要,高层建筑的结构设计也成为结构工程设计师设计工作的主要重点和难点。
本文就高层建筑的发展,介绍了概念设计的一些知识,并通过对高层建筑受力特点的分析,探讨了高层建筑结构中概念设计的有关问题。
关键词:高层建筑;概念设计;结构体系引言:高层建筑相比于其他建筑来说有着自己独特的设计特点,高层建筑的高度、自重力以及受到水平拉力时的反应都区别于其他的建筑,因此,在进行高层建筑的设计时,不仅要注意结构的定量计算分析,更应该注意结构的概念设计,即结构的宏观控制和定性判断。
1、高层建筑结构体系设计高层建筑结构从出现发展到现在,随着不同结构形式的出现,建筑形式相继呈现出不同的表现状态。
从结构的角度来看待高层建筑的话,杆状是高层建筑结构形式的基本特点,相比起竖向荷载,水平荷载成为了高层建筑结构的控制因素,高层建筑结构的底部在水平荷载的压力下,其弯矩和剪力都表现为最大,这就要求高层建筑结构要有很强的抗侧移和抗倾覆能力,设计的基本概念也就因此而成为对建筑形体、刚度、延性还有结构体系的合理正确的要求。
高层建筑选择结构体系的决定因素通常是建筑物自身的高度和空间,不同的结构体系因为刚度、强度、结构样式都不尽相同,在进行设计时所适合的高度和空间也会不同。
高层建筑结构的基本构件包括板、梁、柱、框架、衍架、网架、拱、壳体、墙,还有索,板的高度大于厚度,承受的是垂直于板面的荷载,梁是截面小于跨度的结构构件,柱是线性构件,框架既能承受竖向荷载,同时也能承受水平荷载,衍架是具有三角形区格的平面或者是空间的承重结构构件,网架是通过节点按照一定的网格形式连接多根杆件而形成的空间结构,拱式平面结构构件,壳体是曲面形的构件,墙是竖向构件,承受的是平行于墙面方向的荷载,索是以柔性受拉钢索形成的构件。
高层建筑结构体系有钢结构、钢筋混凝土结构和一种混合结构,钢结构包括框架结构体系,也就是钢性连接的柱梁体系,但是这种结构体系的有效性只限于中层建筑结构,框架剪力衍架结构体系,既有框架,又有剪力衍架的一种结构体系,框筒和成束筒,框筒是一种筒体结构,在很大程度上增加了建筑物的抗颠覆能力,成束筒是将单独的筒体捆绑在一起,这种结构体系不仅减小了筒体的剪力滞后效应,还大大加强了结构的侧向荷载能力,对角支撑筒体就是在外框筒结构上增加交叉斜支撑形成的结构体系,这种结构体系有效性很强,可以增加窗洞面积,由三位空间衍架组成的结构体系叫空间衍架结构体系,内部对角支撑衍架实际上也是一种空间衍架结构。
浅谈高层建筑结构选型与概念设计作者:吴渐伟来源:《城市建设理论研究》2013年第13期摘要:本文结合工程实例,对高层建筑结构特点及对计算结果进行了分析。
可供同行参考。
关键词高层建筑结构;结构设计;结构体系;结构选型;概念设计中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:1工程概况某办公楼27层,层高为3m,建筑总高78m,长44m,宽17m,平面较规则,每层面积748平米,总面积20190平米,抗震设防烈度为7级,地震加速度为0.05g,50年一遇基本风压为0.3KN/m2 ,结构得要性系数为1.0,场地类别为Ⅱ类,地基土为三类。
设计中采用多层及高层建筑结构三维分析与设计软件程序SATWE,对以下拟采用的结构方案进行了计算和比较。
2结构构形式及其设计原则2.1框架剪力墙结构体系。
框架剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成。
剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件,框架和剪力墙协同工作的体系。
在框架剪力墙结构中,由于剪力墙刚度大,剪力墙承担大部分水平力,是抗侧力的主体,整个结构的侧向刚度大大提高。
框架则承受竖向荷载,提供较大的使用李问,同时承担少部分水平力。
由于有了剪力墙,其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了,在地震作用下层间变形减小,因而也就减小了非结构构件的损坏。
这样无论在非地震Ⅸ还是地震区,都可以用来建造较高的高层建筑。
框架剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
2.2短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构是适用建筑要求形成的特殊的剪力墙结构,根据建筑平面布置,在建筑物凹凸转角处布置各种形式的短墙肢,主要形式有:T型、十字型、L型、Z型等。
因采用这种结构体系时,将中部的电梯间、楼梯间和管道井四周的剪力墙组成筒体结构,四周布置短肢剪力墙,也可根据需要布置一些长肢墙,所以结构布置极为灵活。
3计算结构的比较分析本工程用SATWE建模计算。
框架剪力墙结构结构柱尺寸为1100x1100mm,两端剪力墙厚度约250mm; 短肢剪力墙结构中介设置约肢长1000mm行厚度约220mm,两端剪力墙厚度约180mm,标准层平面分别如下;计算所得数据如下表4计算结果分析从地震基地下剪力及地震倾覆力矩两项指标来看,框剪结构均大于短剪力墙结构。
什么是结构和造型的概念结构和造型是建筑与设计领域中两个重要的概念,它们在设计过程中起着不可或缺的作用。
结构涉及到建筑物的构造和力学性能,而造型则涉及到建筑物的形态和美学特征。
下面将详细介绍结构和造型的概念及其在设计中的意义。
结构是指建筑物的构造和力学性能。
在建筑设计中,结构是建筑物的骨架,它承载着建筑物的自重和外载荷,并将其传递到地基上。
结构设计要考虑到建筑物所需的强度、刚度和稳定性等要素,以确保建筑物的安全可靠。
不同种类的建筑物需求不同的结构类型,如框架结构、板壳结构、拱壳结构等。
结构工程师需要根据建筑物的功能、使用要求和地理条件等因素,合理选择结构类型,并进行必要的计算和分析,确保结构的性能满足设计需求。
造型是指建筑物的形态和美学特征。
建筑的形态决定了建筑物的外观和空间特征,而美学特征则涉及到建筑物的比例、比重、线条、色彩等方面。
造型是建筑师对建筑物进行艺术创作的过程,通过选择合适的形式和表达方式,来实现对建筑物的审美追求和环境适应。
建筑物的造型不仅仅是空间形式上的美感,还包括对人类活动和生活环境的思考和规划。
通过艺术性的造型设计,可以使建筑物与周围环境和谐融合,产生独特的视觉效果和空间体验。
在建筑和设计过程中,结构和造型是相互依存的,它们共同构成了建筑物的基本要素。
结构的选择和设计将直接影响到建筑物的造型,而造型的选择又会对结构的设计和构造产生一定的影响。
结构与造型的协调关系可以说是一个相辅相成的过程,两者之间的关系密切影响到设计的效果和建筑物的品质。
如果结构设计不合理,可能会对建筑物的造型造成限制或破坏,影响到建筑物的美观和功能性。
同样,如果造型设计不合理,可能会对结构的设计和施工带来挑战,影响到建筑物的安全和可行性。
在实际设计中,结构和造型的关系也由建筑师、结构工程师、室内设计师等相关专业人员共同参与确定。
他们通过不同的设计工具和方法,例如数值模拟、实物模型、流体力学分析等,对建筑物进行结构和造型上的优化。
浅谈建筑结构抗震概念设计摘要:文章通过对建筑结构抗震“概念设计”的研究,从场地选择、地基基础设计、平立面布置、结构体系等方面进行了论述,明确了“概念设计”的原则和要求,以达到合理抗震设计的目的。
关键词:概念设计,结构抗震,结构体系强烈地震是一种破坏作用很大的自然灾害,会导致建筑物发生严重破坏,使结构丧失整体性、承重构件强度破坏和地基失效。
目前对建筑物的地震破坏机理和过程还没有充分认识,因此要进行精确的抗震计算是很困难的。
人们通过总结大地震灾害经验,提出了建筑结构抗震的“概念设计”。
所谓概念设计是指正确地解决总体方案、材料使用和细部构造,灵活运用抗震设计原则,既能注意总体布置上的大原则,又能顾及到关键部位的细节,从而达到合理抗震设计的目的。
根据概念设计原理,在进行抗震设计时,要考虑的主要因素有:(1)场地、地基和基础;(2)建筑平立面;(3)结构体系;(4)非承重结构构件和主体结构的关系;(5)材料的选择和施工质量。
一、选择对抗震有利的场地、地基和基础(一)建筑场地选择选择建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况和工程地质的有关资料,对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。
1.建筑场地尽可能要求宽阔平坦而且避开斜坡和崖地,要尽量选择坚实均匀的场地土。
微风化和中等风化的基岩,坚实的砂土层,不含水的粘土层等都属好的场地土。
2.对建筑抗震不利地段提出避开要求,当无法避开时应采取有效措施。
3.不应在抗震危险地段建造甲、乙、丙类建筑,建筑抗震危险地段一般是指地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及地震断裂带上可能发生地表位错的部位。
(二)地基和基础设计1.同一结构单元不宜设计在性质截然不同的地基土上。
2.同一结构单元不宜部分采用天然地基,部分采用桩基。
3.地基为软质粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时,应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响,并采取相应的措施。
4.同一结构单元的基础埋置深度宜相同。
建筑结构设计中概念设计的应用唐述桥摘㊀要:目前ꎬ建筑工程的施工工序相对繁杂ꎬ结构设计作为其中关键组成部分ꎬ不仅决定了建筑工程能否顺利实施ꎬ还是后续建筑施工的坚实依据ꎮ除此之外ꎬ为了在最大限度上确保建筑工程自身功能得以发挥ꎬ还要确保建筑工程中的各项目做到相互配合ꎬ从而进一步保障工程的质量性与安全性ꎮ同时ꎬ这些要求促使建筑结构设计标准变高ꎬ施工单位各部门的工作进度要严格依照工程结构设计进行施工ꎬ才能确保多各项目一起稳步推进ꎬ为建筑工程质量打下坚实基础ꎮ关键词:建筑结构设计ꎻ概念设计ꎻ应用一㊁引言随着基础设施建设的全面开展ꎬ建筑行业获得良好发展ꎬ建筑质量与建筑技术获得相应的提升ꎬ同样也对建筑结构设计有着更为严格的标准ꎮ基于此种背景下ꎬ概念设计基于自身优势特性在建筑结构设计中获得有效应用ꎮ概念设计从思想㊁方法与理论等方面ꎬ均为建筑结构提供良好的技术平台ꎮ所以ꎬ概念设计与结构措施在建筑结构中的应用ꎬ有着非常重要的作用和影响ꎮ二㊁建筑结构设计中应用概念设计的必要性(一)概念设计有助于建筑结构设计方案的优化将概念设计用于建筑结构设计中ꎬ通过将建筑的整体架构建立起来ꎬ在研究的过程中采用对比方法ꎬ使得结构设计方案更加合理ꎬ还起到完善建筑结构的作用ꎮ应用概念设计的时候ꎬ设计人员要从整体的角度出发考虑建筑结构ꎬ对于设计的整体框架充分考虑ꎬ使得设计量减少ꎬ设计压力也逐渐减小ꎬ人力资源和物力资源的投入量减少ꎮ另外ꎬ将概念设计引入到建筑结构设计中ꎬ结构设计方案更加科学ꎬ具有较高的合理性ꎬ由此提高建筑工程质量ꎮ(二)概念设计有助于建筑结构设计方式的创新建筑结构设计需要积累大量的资料ꎬ设计人员要有丰富的设计经验ꎬ选择合适的设计方法ꎬ采用创新思维展开设计并对于结构设计不断完善ꎮ概念设计中在提高设计效率ꎬ以获得良好的设计效果ꎬ具体的设计工作中ꎬ借鉴以往的建筑工程实际设计情况ꎬ不断地总结并做好归纳ꎬ将设计思路制订出来ꎬ并从建筑结构设计的实际出发不断完善ꎬ将最优的设计思路用于建筑结构设计中ꎮ采用这种方法可以扬长避短ꎬ避免建筑结构设计中产生类似的问题ꎬ实现建筑结构设计优化ꎮ发挥概念设计的指导作用展开建筑结构设计ꎬ设计人员针对设计理念相互交流ꎬ新的设计灵感被激发出来ꎬ使得设计方案实现创新ꎬ而且符合建设要求ꎮ三㊁概念设计与结构措施在建筑结构设计中的应用(一)选择合理的结构方案合理的结构方案中应该包含科学合理的结构形式和体系ꎬ该结构体系必须受力明确ꎬ具有清晰和简便的传力系统ꎮ在高层建筑平面设计中ꎬ必须注重概念设计ꎬ在设计方案阶段就应该先保证所设计的方案是完全符合受力要求的ꎮ合理的结构方案是开展结构概念设计的前提ꎬ而结构方案想要更加科学合理就需要满足和调节建筑要求ꎬ和水暖㊁供电等其他专业进行协商ꎬ然后确定结构选型和结构方案ꎮ结构体系选择时应考虑地震作用的大小ꎬ选择合适的结构形式ꎮ结构概念设计可以从平面和竖向分别考虑ꎮ(二)在建筑平面设计中的应用随着我国建筑行业的不断发展ꎬ高层建筑和超高层建筑在城市化建设中也更加频繁出现ꎬ而高层建筑平面设计的合理性对保障施工质量具有重要作用ꎬ因此必须在平面设计环节分析和预判各种影响因素ꎬ确保建筑项目的顺利推进ꎮ在建筑平面设计中应用概念设计ꎬ设计人员需要明确建筑的各项性能指标ꎬ结合概念设计的类型和结果等对结构设计做出相应的调整ꎬ尽量将风荷载对建筑结构设计的影响控制在最小的范围内ꎬ提升建筑的抗风性能ꎮ要想达到这一目的ꎬ则需要在进行施工之前对风荷载等级进行检测ꎬ根据检测结果审核建筑平面设计的合理性ꎬ为建筑工程顺利施工奠定基础ꎬ从而达到提升建筑整体质量和综合性能的目的ꎮ(三)竖向设计高层结构抗侧力结构的刚度应从下往上逐渐过渡ꎬ避免因为突变而减弱了对水平荷载力的抵抗能力ꎮ竖向设计时可以通过 刚柔并济 的方法加强某些构件ꎬ减弱某些构件ꎬ如美洲银行大厦ꎬ通过设置较大刚度的束筒和较弱的连梁ꎬ达到很好的消能减震的作用ꎮ另外ꎬ结合建筑的要求ꎬ结构可以进行适当创新设计ꎬ如深圳万科中心设计采用斜拉索的结构形式ꎬ采用了类似于斜拉桥的设计方法ꎬ在首层形成了连续大空间ꎮ(四)基于场地情况选择建筑基础结构位于选定建筑区域ꎬ开展勘测设计ꎬ应根据建筑形式以及区域地形ꎬ对建筑基础做出科学合理的选择ꎮ建筑基础通常涵盖桩基础与箱型基础等ꎬ箱型基础具有良好的整体刚度ꎬ能够对荷载均匀分解传递至下部结构ꎬ确保建筑更加安全稳定ꎬ避免由于受力不均匀的情况ꎬ产生基础沉降ꎬ可以使建筑抗震性能得到有效的增强ꎮ桩基础作为建筑基础结构的不同形式ꎬ该结构通常在地表松软或是荷载相对交的高层建筑较为多见ꎮ该种形式基础结构ꎬ可以对上部产生的荷载传递至下部ꎬ并分散至土壤ꎬ保证建筑更加安全㊁稳定㊁可靠ꎮ(五)对钢结构的优化目前ꎬ在建筑行业中通常会用到钢结构ꎬ其不仅可以增强构件结构的质量ꎬ还可以确保在最大限度上运用空间ꎮ另外ꎬ钢结构具备高强度的特征ꎬ与混凝土结构进行搭配ꎬ能够将结构轻的优势发挥出来ꎬ还可以显著提升建筑结构的强度ꎮ钢和混凝土结构组合可以很好地预防混凝土结构变形ꎮ在实际设计的时候ꎬ结合工程建设实际情况与需求来进行科学化设计ꎬ从而促进整体工程结构设计更为科学化ꎮ四㊁结语随着近些年来建筑项目数量的增加ꎬ人们对建筑结构设计也提出了更高的要求ꎮ概念设计是当下建筑结构设计中新兴的一种设计手段ꎬ并且也获得了相关行业人士的认可ꎬ具有较高的应用价值ꎮ在建筑结构设计中应用概念设计ꎬ有利于强化建筑整体的安全性和稳定性ꎬ进而为人们提供一个更加宜居的居住环境ꎬ提升人们的生活质量ꎮ参考文献:[1]李男.建筑结构设计中的概念设计[J].居舍ꎬ2019(34):95.[2]刘万民.建筑结构设计中的概念设计及结构措施[J].住宅与房地产ꎬ2019(25):80.作者简介:唐述桥ꎬ广东博意建筑设计院有限公司济南分公司ꎮ231。
高层建筑结构的概念设计概念设计在设计人员中提得比较多,但人们往往片面地理解它,认为概念设计主要是用于一些大的原则,如确定结构方案,结构布置等。
其实,在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。
计算机技术的迅猛进展,为结构设计供应了快速、精确的设计计算工具。
但不行迷信电脑,不能做电脑的奴隶,应做电脑的仆人。
而人的设计,就是概念设计。
有许多设计存在诸多缺陷,主要缘由就是在总体方案和构造措施上未采纳正确的构思,即未进行概念设计所致。
1、概念设计的意义及依据1.1、概念设计的意义能做到结构功能与外部条件全都充分呈现先进的设计发挥结构的功能并取得与经济性的协调更好地解决构造处理用概念设计来推断计算设计的合理性。
1.2、概念设计的依据结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质设计和构造处理原则计算程序的力学模型和功能吸取或不断积累的实践阅历。
2、概念设计的一般原则2.1、选择合适的基础方案基础设计应依据工程地质条件,上部结构类型及荷载分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案。
设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时还应进行地基变形验算。
基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近建筑资料。
一般状况下,同一结构单元不宜采纳两种不同的类型。
2.2、合理选择结构方案一个胜利的设计必需选择一个经济合理的结构方案,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。
结构体系应受力明确,传力简捷,同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规章。
总之,必需对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等状况进行综合分析,并与建筑、水、暖、电等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时还应进行多方案比较,择优选用。
2.3、选用恰当的计算简图结构计算是在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当而导致结构平安的事故屡有发生,因此选择恰当的计算简图是保证结构平安的重要条件。
建筑结构设计中的概念设计与结构措施建筑结构设计是建筑领域中非常重要的一个环节,其任务是使建筑物达到稳定、可靠的结构要求,保障建筑物使用寿命、安全性能和经济效益。
概念设计是建筑结构设计的第一步,而结构措施是建筑结构设计的具体实施措施,下面将分别从概念设计和结构措施两个角度来介绍建筑结构设计。
概念设计概念设计是建筑结构设计的最初阶段,其任务是在考虑建筑功能、建筑形态和建筑美学的前提下,根据建筑物所在区域的气候条件、地震烈度、土层条件和深度、以及建筑物的使用要求等因素确定建筑结构体系的类型和风格以及主要材料,为建筑结构的具体设计打下基础。
1.建筑结构体系的类型建筑结构体系的类型是指建筑物采用的结构体系类型,它关系到整个建筑物的支撑体系和稳定性能。
常见的建筑结构体系类型有钢结构、混凝土结构、钢混凝土结构、木结构等。
在选择建筑结构体系类型时需要综合考虑多种因素,包括建筑物的使用要求、施工的难易程度、建设资金的限制等。
2.建筑结构风格建筑结构风格是指建筑结构设计所强调的特定风格,它可以通过结构材料的颜色、形状、大小、质地、表面处理等方面来体现。
建筑结构风格可以有很多种选择,例如传统、现代、抽象等,具体选择应该根据建筑物所在地域、使用要求等因素来确定,合理的建筑结构风格可以增加建筑物的美感和艺术价值。
3.主要材料主要材料是指建筑结构设计中采用的主要结构材料,包括钢材、混凝土、砖、石材、木材等。
在选择主要材料时需要综合考虑材料的强度、刚性、耐久性、抗风能力、抗地震能力等多种因素,选择合适的主要材料可以在保证建筑物强度的同时,保证建筑物的美观和经济性。
结构措施结构措施是建筑结构设计的具体实施措施,包括结构形式、结构布局、结构尺寸、结构節點等,下面将分别从这四个方面来介绍建筑结构设计中的结构措施。
1.结构形式结构形式是指建筑物所采用的结构形式,可以是杆系结构、面系结构、网壳结构、框架结构、拱形结构等。
各种结构形式有着各自的特点和适用范围,具体选择应该根据施工难度、建筑物使用要求、工程经济等多种因素来决定。
浅谈建筑结构概念设计
【摘要】结合设计准则,合理解决结构概念设计基本问题,既注意结构总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细节【关键词】概念设计;结构体系;刚度;耗能
一、概念设计的定义先进的设计思想可以通过概念设计充分地展现。
概念设计就是从结构总体方案设计一开始运用人们对建筑结构抗震已有的知识选择合适的结构方案,用清晰的结构概念处理好结构设计中遇到的问题,对结构所受的各种作用的特点、结构计算、不同结构在各种作用下的反应、变形能力和破坏机制以及各种构造措施等问题进行概念分析和概念判断。
概念设计不以精确的力学分析,生搬硬套的规范条文为依据,而是由我们对工程进行概括的分析,制定设计目标,采取相应措施。
在工程设计中概念设计尤为重要。
二、概念设计在工程设计中的表现与运用
1、结构体系与结构布置
高层结构常用体系有:框架结构;框架-剪力墙结构;剪力墙结构;框支剪力墙结构;筒体结构等。
规范对它们各自的适用高度及高宽比做出了详细的规定,设计选择何种结构应根据各自结构的优缺点结合建筑功能要求、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素确定方案并通过技术、经济和使用综合比较确定。
一个好的建筑设计方案首先包含着结构受力合理。
施工方便简单。
在建筑体型构思、平面布置和竖向设计阶段,建筑和结
构设计人员密切配合,既要充分考虑建筑使用功能合理,造型美观,又要考虑结构受力明确,结构设计合理和方便施工。
位于地震区的建筑体型尽量设计的简单和规则,当建筑平面形状不规则时可通过设置抗震缝将平面化为规则的单元建筑,尽量避免采用不规则平面建筑。
2、结构具备适宜的刚度
在结构设计中,合理的确定建筑物刚度是非常重要的,应根据具体情况和平衡原则进行必要的刚度调整和分配。
结构刚度小,结构过柔,相应结构自振周期大,产生过大变形,影响构件的强度和稳定。
结构刚度大,自振周期小,相应地震作用也大,结构本身重量也加大,材料浪费也大,经济性不好。
风荷载是一种随时间而波动的动力荷载,风作用在结构上,一方面风力使房屋受到一个基本稳定的风压力,另一方面又使房屋产生风振。
因此高度较高及刚度较柔的高层建筑要考虑风振产生的动力效应的影响。
高层结构设计中,风荷载和地震作用往往成为控制因素,因此结构设计时合理的选择和布置梁、柱、墙,使结构具备合理的刚度进而使建筑具备较好的舒适度。
结构刚度的调整可通过调整周期、位移角、剪重比等参数反应结构的合理刚度。
3、结构延性耗能
结构设计应避免主要承重结构构件提前破坏而导致整个建筑物破坏或由于局部破坏严重,使建筑物过早地处于不能正常使用的情况。
在建筑结构的整体设计上要注意加强薄弱环节,尽量做到等强
度。
同时,因使建筑结构在一个恰当的部位能消耗大量的能量,在具体设计中即为各式各样的梁,如框架梁、联肢墙的连梁等。
结构延性一般用延性系数表示,它表示的是结构极限变形(位移、转角、曲率)与屈服变形的比值,也可以分别用位移延性系数,转角延性系数来表示,该比值越大,结构的延性越好。
在设计上为提高钢筋混凝土梁的延性一般有如下措施:(1)选取合适的梁截面。
(2)梁有合适的配筋率,避免少筋和超筋破坏。
(3)梁上部(跨中)和下部(端部)配置适量的受压筋。
(4)t形梁比矩形梁延性好。
(5)注意加密梁箍筋。
4、强柱、弱梁、更强节点核芯区
强柱弱梁是保证在强震作用下,框架的塑性铰首先在梁上发生而不在柱上发生,避免框架结构出现楼层破坏机制。
在强震作用下,结构构件不存在承载力储备,梁端受弯承载力即为实际可能达到的最大弯矩,柱端实际可能达到的最大弯矩也与其偏压下的受弯承载力相等。
框架结构能采用塑形变形,从而大量的消耗地震能量,较小地震作用,同时还能保证框架结构具有承受竖向荷载的能力,同时还要遵循强剪弱弯、强节点强构造的设计原则。
5、加强非结构构件构造措施
非结构构件一般在结构分析中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧力荷载的部件,如内隔墙、框剪填充墙、建筑围墙板等。
事实表明在地震作用下,这些部件或多或少的参与了工作,从而改变了局部构件的刚度进而影响整个结构,在高层框架结构中这些影响
尤为显著。
(1)砌体填充墙的抗震作用:使结构刚度增大,自振周期缩短,改变了结构的地震剪力分布,限值了框架的变。